Lipozomálne zapuzdrené bioaktívne molekuly s ultrazvukom

Ultrazvuk je dobre známy tým, že je vysoko účinný pri príprave lipozomálnych formulácií. Typické lipozómové formulácie zahŕňajú vitamín C, CBD, kurkumín, kvercitín, astaxantín, peptidy a manifiold ďalšie bioaktívne zlúčeniny pomocou ultrazvuku. Ultrazvuková zapuzdrenie lipozómov je jednoduchá, rýchla a účinná technika, ktorá umožňuje vytvárať stabilné, vysoko zaťažené vezikuly. Ultrazvukom zapuzdrené živiny vynikajú vynikajúcou biologickou dostupnosťou.

Prehľad: Lipozomálna enkapsulácia bioaktívnych zlúčenín pomocou sonikácie

Ultrazvuková enkapsulácia ponúka vysoko účinnú a kontrolovateľnú metódu na zabudovanie bioaktívnych zlúčenín do lipozómov, čím sa zvyšuje ich stabilita, biologická dostupnosť a funkčné vlastnosti. Akustická kavitácia generovaná vysoko intenzívnym ultrazvukom podporuje rýchlu hydratáciu lipidov, zmenšenie veľkosti vezikúl a rovnomernú disperziu, čo umožňuje tvorbu malých, homogénnych lipozómov s úzkou distribúciou veľkosti. Táto technika umožňuje vysokú účinnosť enkapsulácie hydrofilných aj lipofilných zlúčenín a zároveň minimalizuje potrebu organických rozpúšťadiel alebo náročných podmienok spracovania. Okrem toho ultrazvukové spracovanie umožňuje presnú kontrolu veľkosti častíc a lamelarity, čo sú kritické parametre na optimalizáciu riadeného uvoľňovania, bunkovej absorpcie a dlhodobej stability citlivých bioaktívnych látok vo farmaceutických, nutraceutických a kozmetických aplikáciách.

Čo sú lipozómy a aké sú ich výhody?

Lipozómy sú vezikuly pozostávajúce z vodného jadra uzavretého v jednej alebo viacerých fosfolipidových dvojvrstvách. Keďže lipozómy majú vodné jadro obklopené lipidovou vrstvou a hydrofilným vonkajším obalom, lipozómy sú rozpustné vo vode a môžu transportovať zlúčeniny rozpustné vo vode a v tukoch v príslušných kompartmentoch vezikuly. Vďaka tomu sú lipozómy vysoko účinným systémom podávania terapeuticky aktívnych molekúl. Lipozómy vznikajú narušením biologických membrán, čo je proces, ktorý je podporovaný a zosilňovaný ultrazvukom. Lipozómy sa najčastejšie skladajú z fosfolipidov, najmä fosfatidylcholínu, ale môžu zahŕňať aj iné lipidy, ako je vaječný fosfatidyletanolamín, pokiaľ sú kompatibilné so štruktúrou lipidovej dvojvrstvy. Lipozómy sa tvoria spontánne, keď sú fosfolipidy hydratované. V prvom kroku – hydratačná fáza – Sonikácia sa používa na nanoemulgáciu lipidov a vodnej fázy s cieľom podporiť tvorbu vysoko zaťažených multilamelárnych vezikúl (MLV). Následne je možné v prípade potreby použiť sonifikáciu na zmenšenie veľkosti lipozómu. Na získanie menšej veľkosti vezikúl sa aplikuje sonikácia na rozptýlenie a zmenšenie veľkosti lipozómu na mono-dispergované veľké jednolamelárne vezikuly (LUV) alebo malé jednolamelárne vezikuly (SUV).
Ultrazvuková technika tvorby lipozómov a zmenšovania lipozomálnej veľkosti je spoľahlivá, rýchla, efektívna, jednoduchá a bezpečná. Vyrobené lipozómy vykazujú vysokú záťaž bioaktívnych látok, vysokú stabilitu a vynikajúcu biologickú dostupnosť.

Prečo ultrazvukové čistiace kúpele nie sú schopné produkovať vysoko kvalitné lipozómy?

Výroba lipozómov si vyžaduje ultrazvukové zariadenie, ktoré dokáže dodať dostatok energie na vytvorenie jednotných nanočastíc. Domáce lipozómy využívajúce ultrazvukový čistič šperkov sú zvyčajne vo všeobecnosti neúčinné, pretože pripravené lipozómy nevykazujú potrebnú nanoveľkosť ani účinným a dlhodobo stabilným spôsobom nezapuzdrujú bioaktívne živiny. Na prípravu vysokokvalitných lipozómov je preferovanou technológiou ultrazvukový prístroj sondového typu, pretože sonda (sonotroda) môže prenášať intenzívnu akustickú energiu potrebnú na vytvorenie vysoko zaťažených účinných lipozómov do média. Vo všeobecnosti majú lipozómy vyrobené ultrazvukovou sondou distribúciu veľkosti častíc 100-500 nm, čo je optimálne pre vysoké zaťaženie a vynikajúcu biologickú dostupnosť.
Použitie ultrazvukového reaktora s prietokovými bunkami umožňuje pripraviť lipozómy v prostredí bez kyslíka, aby sa zabránilo oxidačnej degradácii.
Ultrazvukové sondy poskytujú potrebnú energiu na výrobu vysokokvalitných lipozómov, ktoré sú:

Po vytvorení lipidového filmu a následnej rehydratácii sa na podporu zachytenia účinných látok v lipozómoch používa sonikácia. Okrem toho sa sonikáciou dosiahne požadovaná veľkosť lipozómov.

Lipozomálne zapuzdrené molekuly s ultrazvukom

Nižšie uvedený zoznam uvádza, ktoré látky sa už úspešne enkapsulovali do lipozómových prípravkov pomocou ultrazvukovej prípravy.

• antioxidanty ako glutatión, vitamín C, metylované vitamíny skupiny B, resveratrol, CoQ10 atď.
• fenoly: flavonoidy ako fisetín, kvercitín, oligomérne proantokyanidíny (OPC); saponíny ako astralgalozid; alkaloidy
• minerály, ako sú cheláty horečnaté (napr. treonát horečnatý, orotát horečnatý), zinok, meď atď.
• terpény ako astaxantín, limonén, pinén, humulén, linalool, beta-karyofylén, fytol, geraniol, terpinolén atď.
• lipidy, ako sú omega-3 mastné kyseliny EPA a DHA; dipalmitoyl-fosfatidylcholín (DPPC) atď.
• aminokyseliny ako kreatín, glycín, 5-HTP (5-hydroxytryptofán), fenylalanín, L-theanín, GABA (kyselina gama-aminomaslová), taurín, N-acetylcysteín (NAC), L-tyrozín atď.
• peptidy, napr. oxytocín, kolagén, Peptidy GLP-1 atď.
• polysacharidy, ako je kyselina hyalurónová, hubové polisacharidy atď.
• kanabinoidy ako CBD, CBG, THC
• nootropiká, inteligentné lieky a kognitívne zosilňovače, ktoré môžu zahŕňať vyššie uvedené látky, ako aj iné molekuly

Nano-vylepšené lipozomálne zloženie bioaktívnych molekúl ponúka vyššiu mieru absorpcie, vynikajúcu biologickú dostupnosť a môže umožniť látkam prekonať hematoencefalickú bariéru.
Alternatívne systémy dodávania liekov na báze lipidov sú nanoemulzie a koloidné nosiče na báze lipidov, ako sú pevné lipidové nanočastice (SLN) a nanoštruktúrované lipidové nosiče (NLC). Všetky z nich, nanoemulzie, SLN a NLC, sa dajú spoľahlivo formovať a zaťažovať sonikáciou.
Prečítajte si viac o ultrazvukovo extrahovanej a nano-zapuzdrenej Aloe Vera!

Vyberte si preferovanú metódu tvorby lipozómov

Sonikácia sa široko používa pri viacerých metódach prípravy a spracovania lipozómov, pretože podporuje tvorbu lipozómov aj kontrolu po spracovaní. Môže sa použiť pri priamej tvorbe lipozómov dispergovaním lecitínu (fosfolipidov) vo vodnej fáze na podporu rýchlej tvorby vezikúl a bežne sa používa aj pri zavedených technikách, ako je odparovanie v reverznej fáze a hydratácia tenkého filmu, na zlepšenie disperzie lipidov a urýchlenie tvorby vezikúl. Okrem počiatočnej prípravy sa sonikácia často používa na plnenie vopred vytvorených (prázdnych) lipozómov prostredníctvom sonoporácie, čo umožňuje účinné začlenenie bioaktívnych zlúčenín, a je štandardným nástrojom na zmenšovanie veľkosti lipozómov, čím sa vytvárajú menšie, rovnomernejšie vezikuly s užšou distribúciou veľkosti na zlepšenie stability a účinnosti podávania.
Získajte viac informácií o rôznych ultrazvukových metódach výroby lipozómov:

• Tvorba ultrazvukových lipozómov pomocou lecitínu
• Ultrazvuková metóda odparovania v reverznej fáze
• Ultrazvuková hydratácia tenkého filmu

Faktory, ktoré ovplyvňujú kvalitu lipozómov

Kvalita lipozómov je určená rovnomernosťou veľkosti a lamelarity častíc, účinnosťou zachytenia (�) / zapuzdrením a stabilitou. Spôsob prípravy, podmienky spracovania, suroviny a skladovanie sú dôležité faktory, ktoré prispievajú ku kvalite, a tým aj k účinnosti lipozomálnych formulácií. Obrázok SEM vľavo zobrazuje ultrazvukom pripravené lipozómy nabité mastnými kyselinami DHA a EPA pomocou Hielscherovho ultrazvuku UP200S (štúdia a obrázok: Hadian et al. 2014).
Ultrazvuková príprava lipozómov je spoľahlivá technika, ktorá poskytuje malú, rovnomernú veľkosť lipozomálnych častíc s vysokým zaťažením bioaktívnych molekúl. Parametre ultrazvukového procesu (napríklad amplitúda, celková energia, čas, pulzácia, teplota, tlak) sú presne nastaviteľné. Ako technika netepelného spracovania je princíp činnosti sonifikácie založený na čisto mechanickom strihu. Nárast teploty v sonikovanej kvapaline sa má vysvetliť druhým termodynamickým zákonom, ktorý hovorí, že akákoľvek aplikovaná energia sa nakoniec premení na teplo. Na udržanie stabilnej nízkej teploty lipozomálneho média poskytuje spoločnosť Hielscher Ultrasonics sofistikované riešenia chladenia, ako sú ľadové kúpele, reaktory a prietokové články s chladiacimi plášťami. Výsledky výroby ultrazvukových lipozómov sú reprodukovateľné, čo je dôležité pre štandardizovaný proces a trvalo vysokú kvalitu produktu.
Vysoko kvalitné fosfolipidy s vysokým percentom fosfatidylcholínu a fosfatidyletanolamínu poskytujú stabilný lipozómový obal, ktorý zabraňuje úniku živín. Silný fosfolipidový obal tiež chráni zapuzdrené živiny pred oxidačnou a tepelnou degradáciou. Preto je nevyhnutný vyvážený pomer fosofolipidov k vodnej fáze k zapuzdreným živinám (bioaktívnym molekulám).

Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje na výrobu lipozómov

Hielscher Ultrasonics’ sú spoľahlivé zariadenia používané vo farmaceutickej výrobe a výrobe doplnkov na formulovanie vysokokvalitných lipozómov s obsahom vitamínov, antioxidantov, flavonoidov, peptidov, polyfenolov a iných bioaktívnych zlúčenín/živín. S cieľom uspokojiť svojich zákazníkov’ požiadavky, Hielscher dodáva ultrasonicators od kompaktného ručného laboratórneho homogenizátora a stolové ultrasonicators plne priemyselné ultrazvukové systémy pre výrobu veľkých objemov lipozomálnych formulácií. Ultrazvukovú formuláciu lipozómov možno spustiť ako dávkový alebo kontinuálny inline proces pomocou ultrazvukového prietokového reaktora. K dispozícii je široký sortiment ultrazvukových sonotród (sond) a reaktorových nádob, aby sa zabezpečilo optimálne nastavenie pre vašu výrobu lipozómov. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje nepretržitú prevádzku pri vysokom zaťažení a v náročných podmienkach.
Presná kontrola všetkých dôležitých parametrov procesu, ako je amplitúda, tlak, teplota a čas sonikácie, robí ultrazvukový proces spoľahlivým a reprodukovateľným. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics si je vedomá dôležitosti neustále vysokej kvality výrobkov a podporuje výrobcov doplnkov a terapeutík pri implementácii štandardizácie procesov a správnej výrobnej praxe pomocou inteligentného softvéru a automatického zaznamenávania údajov. Naše digitálne ultrazvukové homogenizátory automaticky zaznamenávajú všetky parametre ultrazvukového procesu na vstavanú SD kartu. Digitálne dotykové displeje a diaľkové ovládanie prehliadača umožňujú nepretržité monitorovanie procesu a umožňujú presné nastavenie parametrov procesu v prípade potreby. To výrazne uľahčuje monitorovanie procesov a kontrolu kvality.
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov: